厂用电运行方式优化

阴世泽

(华电忻州广宇煤电有限公司，山西 忻州 034000)

某发电厂一期建设有2×135MW机组，发变组为发变线组接线，1#机组通过220kVⅠ线接入对侧变电站，2#机组通过220kVⅡ线接入对侧变电站，#01启备变电源取自电网110kV系统，机组停备期间只有一路电源，且下网电费较高。二期建设2×350MW机组时对升压站进行了改造，改造为220kV双母线接线，02#启备变电源取自220kV母线。

考虑需降低成本，二期未设计办公、制水、燃油系统，仍采用原一期设备，这就造成一期机组停运期间，部分公用设备仍无法停运，从而增加下网电量，如供电不可靠还将影响二期机组运行。因国家能源政策调整，一期机组仅供热期间运行，非供热期处于停备状态，停备期间产生大量下网电量。

因一期仅110kV一路电源，存在严重安全隐患，2017年7月份发生一起110kV变电站刀闸过热停电，8月份发生一起线路杆塔基础下沉停电，9月份发生一起搅拌站自卸车碰触高压线停电，严重影响我厂生产、办公用电。二期投产后，一、二期厂用电互为备用成为可能，一方面降低电费、另一方面提高供电可靠性。

1 原系统运行方式

一期停运期间6kV运行方式为：#01启备变供6kVⅠ、Ⅱ段，变压器运行方式为#1、2低厂变供厂房内照明、通讯机房，#1、2空冷变供部分路灯、热泵房，#1、2脱硝变供脱硝电子间，#1、2脱硫变供吸收塔搅拌器，空压机变供空压机，化水变供制水设备等，故变压器均运行在轻载状态。

现一期每天用电量约2万度，下网电费0.5元/度，而机组上网电价为0.3元/度，差价较大。

2 厂用电优化方案

要对厂用电源容量进行计算分析，需先进行负荷计算：通过负荷计算得出，一期停备期间全厂每天用电量为2万度，平均负荷为1MW，6kV电流约110A，400V电流约1700A。根据实际情况，公司成立了厂用电运行方式优化小组，生技部牵头，运行部、维护部配合，共提出以下几种设计方案：（1）方案一：在二期400V汽机段接一路电源，接至一期400V备用Ⅰ段、备用Ⅱ段，通过400V备用Ⅰ段向工作段、辅机循环水段供电。通过备用Ⅱ段向化水段、输煤段、空压机段、含煤废水段供电。优点：400V系统接线方式相同，电源切换方便；缺点：需4跟185mm2电缆。（2）方案二：在二期6kVⅢ段接一路电源至一期6kVⅡ段，再供6kVⅠ段。优点：采用一根25mm2电缆即可满足要求；缺点：一期为6kV不接地系统，二期为6kV接地系统，如一期水源地线路发生接地会造成一期所有设备停电，供电可靠性降低。

3 具体优劣及费用分析

（1）操作复杂性比较。方案一采用在400V母线倒闸操作，操作风险较小，但操作较为复杂。方案二采用6kV母线倒闸操作，操作风险较大，操作过程中因低厂变未送电，6kV开关柜状态指示仪无电源，无法判断开关是否摇到位。（2）安全性比较。两种方案如正确操作均安全，如操作错误，6kV母线倒闸操作将造成较为严重的后果。（3）经济性比较。方案二可使更多的厂用负荷切至3#机组，可获得较大经济效益。（4）成本比较。方案一所需电缆成本、人工成本远高于方案二。

4 优化后电气运行方式

本次最终选用方案二，此运行方式优点：（1）办公楼、食堂由01#启备变供电，电源切换不影响用电，每次电源切换需1h。（2）水源地01#启备变供电，如水源地线路发生接地，仍可持续运行，不会造成总电源跳闸。此方式可在非供热季长期运行，电源切换可利用周末休息时间。

5 厂用电切换方式研究

（1）厂用电切换应尽量减少对用电负荷的影响，力求不停电切换，就必须涉及厂用电环并操作。（2）一期电源与二期电源分别接到不同变电站，01#启备变与3#高厂变接线方式不同。在6kV侧环并产生的环流大小主要取决于环网断口两侧的电压差，两侧电压幅值差影响无功环流大小，两侧电压相位差影响有功环流大小。经测量两路电源相角差30°，不满足“《电网调度控制管理规程》17.3.2.2合环：原则上环形系统的相位相同才允许合环操作，合环前应调整电压，使合环点的电压差最小，相角差小于30°”的要求。如环流过大，将会造成变压器过载，为防止环流过大，可采用移相器等措施调整相位。因投资问题暂不予进行整改。（3）根据“《DL/T1073-2007电厂厂用电电源快速切换装置通用技术条件》4.4.1同时满足以下三个条件，可以执行并联切换：a）频率差小于0.2Hz；b）相位差小于15度；c）电压幅值差小于5V。”（4）如果环流过大，再加上正常工作电流，则会使得其中某一台变压器的电流大小超过额定值，环流的大小正比于工作电源与备用电源之间的电压差，而电压差的大小又主要取决于相角差δ。综上所述，只能采用短时失电操作方法。

6 改造意义

（1）提高供电可靠性，降低110kV线路故障对厂用电的影响。（2）上网电价0.3元/度，下网电价0.5元/度，每度电节省0.2元，此方案可在非供热季长期运行，每天节省下网电量3万度，节省电费0.6万元，每年节省电费120万元。

7 厂用电由#01启备变切至3#机组供电操作步骤

（1）1#低备变、2#低备变、空冷备变停电，防止工作母线失电备自投装置动作自投。（2）1#低厂变、#2低厂变、输煤变、空压机变、化水变、含煤废水变停电，停电时通知各用户做好措施，防止微机数据丢失。（3）脱硝变、湿法脱硫停电。（4）6kVⅠ段、6kVⅡ段停电。（5）6kVⅡA段送电，就地合上一期紧急电源开关二6245、远方合上一期紧急电源开关一6372。（6）6KVⅠA段送电，合上6KV联络电源厂670A、厂680A开关。（7）恢复对上述低压厂用变压器送电。

8 危险点分析

（1）110kV失电，从6kVⅢB段送电时未将01#启备变隔离，造成反送电。110kV失电后立即将#01启备变隔离，再进行送电。（2）送电时未将6kVⅠ、Ⅱ段变压器停电，大量负荷同时启动造成开关跳闸。送电前拉开6kVⅠ、Ⅱ段所有负荷开关。（3）6kVⅢB段与6kVⅠB段相序不同，造成电机反转。送电后在400VⅠ段测量相序。（4）一期用电负荷超过应急电源设定值跳闸。严格监视一期负荷，防止过负荷跳闸。

9 降低厂用电率的措施

（1）运行中加强各运行机组汽水系统阀门内漏排查和治理，避免高品质蒸汽能量损失，提高机组发电效率。（2）在环境温度5℃以上运行时且无空冷换热面低于0℃的情况发生时，1#、3、4汽轮机背压应尽可能保持低于额定背压-3～-5kPa运行，以降低机组能耗水平。（3）优化一期供热运行方式，尽可能保持2#汽轮机排汽压力低限运行，增加机组出力。（4）定期组织进行锅炉尾部烟道及空预器漏风排查，发现异常时及时通知相关部门进行治理。（5）严格执行真空严密性定期测试工作，应至少每月一次。维护部应跟踪运行部查漏结果，真空严密性超过100Pa/min 时，及时安排真空查漏工作，提高机组经济性。（6）2#机组供热中增大五抽至热网基加供汽量，降低中排至0#换热器进汽量，热网疏水全部回收到凝结水泵出水母管，尽量保持2#机组单凝泵运行。（7）正常运行时，保持1、2#炉1、2#钢球磨煤机最大安全出力运行，粉仓粉位制高至5.0m后，应及时停运磨煤机运行，粉仓粉位至2.5m，启动制粉系统运行。启、停操作时，应优化机组操作步骤顺序，尽量降低磨煤机操作时间，减少磨煤机空载电耗，磨煤机停运后及时停止液压油泵和润滑油泵运行。（8）3、4#炉低负荷运行时，尽量保持磨煤机最大出力运行，停运备用磨煤机并保持热备用。（9）优化一期供热循环泵运行方式，应保持循环水泵最大出力运行，在满足供热流量和压力的前提下尽可能减少电动循环泵运行台数。（10）当脱硫吸收塔净烟气出口SO2浓度、浆液PH值在规程规定下限时，且调度3h内无增负荷曲线，应停止一台浆液循环泵运行。停泵前，适当提高浆液PH值，确保停泵后不发生因参数突变而超标的现象。（11）3、4#风烟系统正常运行中根据负荷情况，应尽量保持炉膛氧量在3%～5%范围内，炉膛负压-100～150Pa，以降低送、引风机单耗。（12）3、4#炉密封风机尽量保持一运一备运行，一次风与密封风压差大于2KPa以上时避免启动备用密封风机。

10 结语

在一期机组长期停备期间，通过对厂用电运行方式的优化，降低了下网电量。通过调整辅机运行方式降低厂用电率，实现了机组的节能降耗，同时提高了运行人员的业务技能。